新能源汽车安全分析及发展研究

新能源汽车安全分析及发展研究

钟云兵

中兴智能汽车有限公司

摘要：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料。

关键词：新能源汽车；安全；发展

引言：

近年来，世界主要汽车制造商得到了广泛的发展，这是提高行业竞争力的重要举措，是国家利用新能源实现可持续健康发展的重要举措。在中国汽车工业中，发展新能源汽车技术具有重要意义，成为新能源汽车技术的汽车工业发展的主要方向已经是市场经济发展的重要举措。有利于新能源汽车技术的应用，必须优化汽车产业结构，促进我国汽车工业的持续发展，是建设两型社会的必要条件。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料，但采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有：混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCEV）、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。

（1）混合动力

混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照能否外接充电又可以分为插电式混合动力汽车（PHEV）和非插电式混合动车汽车（MHEV）。

（2）纯电动

电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。

（3）燃料电池

燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。

（4）氢动力

氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比，氢动力汽车成本至少高出20%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火，并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。

一、新能源汽车安全问题

从近几年的新能源汽车安全事故统计来看，新能源汽车的安全问题主要集中在电池方面。细细探究，主要有两方面原因，电池产品质量问题和电池使用不当。当前市面上的大多数新能源汽车采用三元锂电池，此类电池能够满足新能源汽车的高续航需求，但其失控温度低于 200 摄氏度；在一定高温条件下三元锂电池会释放出极度活泼的生态氧，即使外部条件的氧含量不充分，电池内部也能够进行充分自燃，且若是电池起火后火势会迅速扩散，不易扑灭。由于电池均使用圆柱形封装方式，通过坚固钢壳包裹，导致电池受热分解后会释放巨大内压，进而导致起火爆炸的情况出现。锂电池本身的安全性极低，过度碰撞或挤压均会增大电池自燃的几率。电池使用和充电不规范是新能源汽车安全事故发生的重要原因。随着新能源汽车的长期使用，新能源汽车电池的密闭性越来越差。若是使用过程中电池进水，极易出现电池短路的现象，进而导致电池过热引发事故。若是在电池充电期间频繁进行开关操作，容易导致接触器表面快速升温损坏相应零部件，进而引发安全问题。

二新能源汽车安全发展建议

（一）企业层面

1. 技术

新能源整车以及动力电池企业要牢固树立质量安全责任意识，加强技术研发投入，加强核心关键技术攻关，提升技术能力水平，以技术保安全，确保产品一致性。认真详细调查和梳理产品安全技术细节、技术失效模式以及各方面的危险系数界定和严重性、危害性评估。

2.管理

　 企业内部形成科学、严格的产品安全流程管理制度，树立安全管理的权威性和一票否决制。加强相关人员对安全的理解和认识，形成有效的安全人才培养、培训体制，确保企业的安全人才不流失、不断档。

3.售后服务

建设和完善新能源汽车企业监测平台，对新能源汽车及动力电池等关键系统运行安全状态进行准确监测和管理。做好新能源汽车定期安全检查、保养等服务；配合做好产品质量检查、安全隐患排查等工作。对于发现出的设计问题和潜在隐患，及时召回进行干预整改，保障已售在用车辆的安全。

（二）新能源汽车安全问题防范对策

对于上文提到两类引发事故的原因，可以通过改进电池材料技术和规范电池使用的方法进行防范。改进电池材料技术能够有效提升电池质量和性能，达到防范新能源汽车起火的目的。如对电池的正极材料进行包裹处理，将多数电池正在使用的多晶粒正极材料变成单晶粒正极材料，增强电池热稳定性。同时，将隔热性好、非可燃材料填充入汽车电池系统的热传递路线中，阻断热传导。统一规范电池的使用和充电方式，避免因操作不当引发的安全问题。例如，积极研发电池快充技术，在加快新能源汽车电池充电速度的同时添加过量充电保护；相关宣传部门应加大新能源汽车电池使用规范的宣传力度，引导新能源车主严格依循相关标准使用车辆，及时充电，避免由于充电时间过长或挤压电池的情况。在充电时，车主应确保充电桩与车辆之间的充电回路中的绝缘电压和过电距离符合国家标准。通过严格推行上述两种方法措施切实帮助解决新能源汽车的安全问题。

（三）优化改进新能源汽车的结构

为了使新能源车辆在发生碰撞事故时尽量减小对乘客和行人的人身伤害，新能源车辆除了采用传统车辆的安全带、安全气囊等装置，并在车身方面做出很多优化的研究。 就新能源车辆的车身，不仅要考虑到减少能量消耗的轻量化，还要考虑到被动安全方面的问题。 在综合轻量化的情况下，车身、车架上设计能引导碰撞变形的结构， 使碰撞变形尽可能的从折弯变形转变为吸收碰撞能量效率更高的压溃变形， 还可以加装能高效率吸收碰撞能量并且本身密度小的蜂窝材料。 通过对车身、车架的优化改进，减少碰撞事故发生时的人员伤亡，减少新能源车辆在碰撞时电池发生火灾、爆炸的可能性[4]。

（四）行业层面

安全是行业的共性问题，是关系到国家发展战略和新能源汽车可持续发展的关键问题。行业层面要积极组织国内外安全技术交流研讨，互通有无，分享安全技术的最新进展和经验。组织编制团体标准，形成行业共识并积极遵守。同时，加强和普及新能源汽车使用方面的社会公众安全教育。

结束语

日益加重的能源与环境压力使得发展新能源汽车成为行业发展的必然，发展新能源汽车是实现我国能源安全、环境保护以及中国汽车工业实现跨越式、可持续发展的需要，可以说新能源汽车发展前景很广阔。新能源汽车在未来的发展前景良好，我国应该抓住机遇，找到适合我国的新能源汽车社会技术路线，重点研究并加以实施，使我国实现由汽车大国向汽车强国的转变，同时还可以提高我国的汽车能源利用率，节约能源资源，降低污染物排放，实现经济的可持续发展

参考文献：

[1]陈继永,卢欣欣.新能源汽车锂离子电池的安全问题分析与探索[J].时代农机,2019,46(11):63-64.

[2].新能源汽车安全再出新规[J].质量与认证,2019(11):28.

[3]乔慧敏,侯艳贺. 新能源汽车功能安全开发[C]. 河南省汽车工程学会.第十六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.河南省汽车工程学会:河南省汽车工程学会,2019:314-316.

[4].新能源汽车如何更安全更环保[J].广西节能,2019(03):39.

[5]刘瑾.新能源汽车更安全才有“未来”[J].能源研究与利用,2019(04):15.